Основные типы клеток в человеческом организме и их роль

Триллионы клеток в человеческом теле встречаются во всех формах и размерах. Эти крошечные структуры являются основной единицей живых организмов. Клетки формируют ткани органов, которые образуют системы органов, работающих вместе для поддерживания жизнедеятельности организма.

В теле есть сотни различных типов клеток, и каждый тип клетки подходит для той роли, которую он выполняет. Клетки пищеварительной системы, к примеру, отличаются по структуре и функции от клеток костной системы. Независимо от различий, клетки тела зависят друг от друга, прямо или косвенно, чтобы организм функционировал как единое целое. Ниже приведены примеры различных типов клеток в организме человека.

Общая характеристика клеток

Клетка является наименьшей и основной структурной единицей живых организмов, способной к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.

Характерные размеры клеток: клетки бактерий — от 0,1 до 15 мкм, клетки других организмов — от 1 до 100 мкм, иногда достигают 1-10 мм; яйцеклетки крупных птиц — до 10-20 см, отростки нервных клеток — до 1 м.

Форма клеток весьма разнообразна: существуют шаровидные клетки (кокки), цепочечные (стрептококки), вытянутые (палочки, или бациллы), изогнутые (вибрионы), извитые (спириллы), многогранные, с двигательными жгутиками и др.

Виды клеток: прокариотические (безъядерные) и эукариотические (имеющие оформленное ядро).

Эукариотические клетки, в свою очередь, подразделяются на клетки животных, растений и грибов.

Структурная организация эукариотической клетки

Протопласт — это все живое содержимое клетки. Протопласт всех эукариотических клеток состоит из цитоплазмы (со всеми органоидами) и ядра.

Цитоплазма — это внутреннее содержимое клетки за исключением ядра, состоящее из гиалоплазмы, погруженных в нее орга-иелл и (в некоторых типах клеток) внутриклеточных включений (запасных питательных веществ и/или конечных продуктов обмена).

Гиалоплазма — основная плазма, матрикс цитоплазмы, основное вещество, являющееся внутренней средой клетки и представляющее собой вязкий бесцветный коллоидный раствор (содержание воды до 85%) различных веществ: белков (10%), сахаров, органических и неорганических кислот, аминокислот, полисахаридов, РНК, липидов, минеральных солей и т.п.

■ Гиалоплазма является средой для внутриклеточных реакций обмена и связующим звеном между органеллами клетки; она способна к обратимым переходам из золя в гель, ее состав определяет буферные и осмотические свойства клетки. В цитоплазме находится цитоскелет, состоящий из микротрубочек и способных сокращаться белковых нитей.

■ Цитоскелет определяет форму клетки и участвует во внутриклеточном перемещении органоидов и отдельных веществ. Ядро — самый крупный органоид эукариотической клетки, содержащий хромосомы, в которых хранится вся наследственная информация (подробнее см. ниже).

Структурные компоненты эукариотической клетки:

■ плазмалемма (плазматическая мембрана),
■ клеточная стенка (только у клеток растений и грибов),
■ биологические (элементарные) мембраны,
■ ядро,
■ эндоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум),
■ митохондрии,
■ комплекс Гольджи,
■ хлоропласты (только у клеток растений),
■ лизосомы, s
■ рибосомы,
■ клеточный центр,
■ вакуоли (только у клеток растений и грибов),
■ микротрубочки,
■ реснички, жгутики.

Схемы строения животной и растительной клеток приведены ниже:

Биологические (элементарные) мембраны

Биологические (элементарные) мембраны — это активные молекулярные комплексы, разделяющие внутриклеточные органоиды и клетки. Все мембраны имеют сходное строение.

Структура и состав мембран: толщина 6-10 нм; состоят в основном из молекул белков и фосфолипидов.

■Фосфолипиды образуют двойной (бимолекулярный) слой, в котором их молекулы обращены своими гидрофильными (водорастворимыми) концами наружу, а гидрофобными (водонерастворимыми) концами — внутрь мембраны.

■ Белковые молекулы располагаются на обеих поверхностях двойного липидного слоя (периферические белки), пронизывают оба слоя молекул липидов (интегральные белки, большая часть которых — ферменты) или только один их слой (полуинтегральные белки).

Свойства мембран: пластичность, асимметрия (состав наружного и внутреннего слоев и липидов, и белков различен), полярность (внешний слой заряжен положительно, внутренний — отрицательно), способность самозамыкаться, избирательная проницаемость (при этом гидрофобные вещества проходят через двойной липидный слой, а гидрофильные — через поры в интегральных белках).

Функции мембран: барьерная (отделяет содержимое органоида или клетки от окружающей среды), структурная (обеспсчнило определенную форму, размеры и устойчивость органоида или клетки), транспортная (обеспечивает транспорт веществ в органоид или клетку и из нее), каталитическая (обеспечивает примембранные биохимические процессы), регулятивная (участвует в регуляции обмена веществ и энергии между органоидом или клеткой и внешней средой), участвует в преобразовании энергии и поддержании трансмембранного электрического потенциала.

Плазматическая мембрана (плазмалемма)

Плазматическая мембрана, или плазмалемма, — это биологическая мембрана или комплекс плотно прилегающих друг к другу биологических мембран, покрывающих клетку с внешней стороны.

Строение, свойства и функции плазмалеммы в основном такие же, как и у элементарных биологических мембран.

❖ Особенности строения:

■ наружная поверхность плазмалеммы содержит гликокаликс — полисахаридный слой молекул гликолипоидов и гликопротеидов, служащих рецепторами для «узнавания» определенных химических веществ; у животных клеток она может быть покрыта слизью или хитином, а у растительных клеток — целлюлозой или пектиновыми веществами;

■ обычно плазмалемма образует выросты, впячивания, складки, микроворсинки и др., увеличивающие поверхность клетки.

■ Дополнительные функции: рецепторная (участвует в «узнавании» веществ и в восприятии сигналов из окружающей среды и передаче их в клетку), обеспечение связи между клетками в тканях многоклеточного организма, участие в построении специальных структур клетки (жгутиков, ресничек и др.).

Клеточная стенка (оболочка)

Клеточная стенка — это жесткая структура, расположенная снаружи плазмалеммы и представляющая собой внешний покров клетки. Присутствует у прокариотических клеток и клеток грибов и растений.

❖ Состав клеточной стенки: целлюлоза у клеток растений и хитин у клеток грибов (структурные компоненты), белки, пектины (которые участвуют в образовании пластинок, скрепляющих стенки двух соседних клеток), лигнин (скрепляющий целлюлозные волокна в очень прочный каркас), суберин (откладывается на оболочку изнутри и делает ее практически непроницаемой для воды и растворов) и др. Наружная поверхность клеточной стенки эпидермальных клеток растений содержит большое количество карбоната кальция и кремнезема (минерализация) и покрыта гидрофобными веществами восками и кутикулой (слоем вещества кутина, пронизанным целлюлозой и пектинами).

❖ Функции клеточной стенки: служит внешним каркасом, поддерживает тургор клеток, выполняет защитную и транспортную функции.

Почему эти микроскопические тела имеют значение?

Хотя наши психические процессы, кажется, возникают из какого-то скрытого уголка нашей головы, в котором установлена ​​связь между душой и телом, как полагал философ Декарт, истина в том, что они в основном объясняются отношениями между человеческим организмом и человеческим телом. среда, в которой он живет. Вот почему зная типы клеток, из которых мы состоим помогает нам понять, как мы и каким образом мы испытываем вещи.

Как вы можете себе представить, мы не будем говорить о каждом из них, но мы сделаем несколько общих мазков о некоторых из них, чтобы лучше понять наше тело.

Включения

Включения — непостоянные (существующие временно) компоненты цитоплазмы клетки, содержание которых меняется в зависимости от функционального состояния клетки. Различают трофические, секреторные и экскреторные включения.

■ Трофические включения — это запасы питательных веществ (жир, крахмальные и белковые зерна, гликоген).

■ Секреторные включения — это продукты жизнедеятельности желез внутренней и внешней секреции (гормоны, ферменты).

■ Экскреторные включения — это продукты обмена веществ в клетке, подлежащие выведению из клетки.

Ядро и хромосомы

Ядро — самый крупная органелла; является обязательным компонентов всех эукариотических клеток (за исключением клеток ситовидных трубок флоэмы высших растений и зрелых эритроцитов млекопитающих). В большинстве клеток присутствует одно ядро, но существуют двух- и многоядерные клетки. Выделяют два состояния ядра: интерфазное и делящееся

Интерфазное ядро состоит из ядерной оболочки (отделяющей внутреннее содержимое ядра от цитоплазмы), ядерного матрикса (кариоплазмы), хроматина и ядрышек. Форма и размеры ядра зависят от вида организма, типа, возраста и функционального состояния клетки. Отличается высоким содержанием ДНК (15-30%) и РНК (12%).

■ Функции ядра: хранение и передача наследственной информации в виде неизменной структуры ДНК; регуляция (через систему белкового синтеза) всех процессов жизнедеятельности клетки.

❖ Ядерная оболочка (или кариолемма) состоит из наружной и внутренней биологических мембран, между которыми находится перинуклеарное пространство. На внутренней мембране имеется белковая пластинка, придающая форму ядру. Наружная мембрана соединена с ЭПС и несет на себе рибосомы. Оболочка пронизана ядерными порами, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Число пор непостоянно и зависит от размеров ядра и его функциональной активности.

■ Функции ядерной оболочки: она отделяет ядро от цитоплазмы клетки, регулирует транспорт веществ из ядра в цитоплазму (РНК, субъединиц рибосом) и из цитоплазмы в ядро (белков, жиров, углеводов, АТФ, воды, ионов).

❖ Хромосома — важнейшая органелла ядра, содержащая одну молекулу ДНК в комплексе со специфическими белками гистонами и некоторыми другими веществами, большая часть которых находится на поверхности хромосомы.

В зависимости от фазы жизненного цикла клетки хромосомы могут быть в двух состояниях — деспирализованном и спирализованном.

» В деспирализованном состоянии хромосомы находятся в период интерфазы клеточного цикла, образуя невидимые в оптический микроскоп нити, составляющие основу хроматина.

■ Спирализация, сопровожающаяся укорачиванием и уплотнением (в 100-500 раз) нитей ДНК, происходят в процессе деления клетки; при этом хромосомы приобретают компактную форму и становятся видимыми в оптический микроскоп.

Хроматин — один из компонентов ядерного вещества в период интерфазы, основу которого составляют деспирализованные хромосомы в виде сети длинных тонких нитей молекул ДНК в комплексе с гистонами и другими веществами (РНК, ДНК полимеразой, липидами, минеральными веществами и др.); хорошо окрашивается красителями, применяемыми в гистологической практике.

■ В хроматине участки молекулы ДНК навиваются на гистоны, образуя нуклеосомы (по виду напоминают бусы).

Хроматида — это структурный элемент хромосомы, представляющий собой нить молекулы ДНК в комплексе с белками гистонами и другими веществами, многократно сложенную как суперспираль и упакованную в виде палочковидного тельца.

■ При спирализации и упаковке отдельные участки ДНК укладываются закономерным образом так, что на хроматидах образуются чередующиеся поперечные полосы.

❖ Строение хромосомы (рис. 1.16). В спирализованном состоянии хромосома представляет собой палочковидную структуру размерами около 0,2-20 мкм, состоящую из двух хроматид и разделенную на два плеча первичной перетяжкой, называемой центромерой. Хромосомы могут иметь вторичную перетяжку, отделяющую участок, называемый спутником. У некоторых хромосом имеется участок (ядрышковый организатор), на котором закодирована структура рибосомных РНК (р-РНК).

Типы хромосом в зависимости от их формы: равноплечие, неравноплечие (центромера смещена от середины хромосомы), палочковидные (центромера находится близко к концу хромосомы).

После анафазы митоза и анафазы мейоза II хромосомы состоят из одной хромитиды, а после репликации (удвоения) ДНК на синтетической (S) стадии интерфазы — из двух сестринских хромитид, соединенных друг с другом в области центромеры. Во время деления клетки к центромере прикрепляются микротрубочки веретена деления.

❖ Функции хромосом:
■ содержат генетический материал — молекулы ДНК;
■ осуществляют синтез ДНК (при удвоении хромосом в S-иериод клеточного цикла) и и-РНК;
■ регулируют синтез белков;
■ контролируют жизнедеятельность клетки.

Гомологичные хромосомы — хромосомы, относящиеся к одной паре, одинаковые по форме, размерам, расположению центромер, несущие одинаковые гены и определяющие развитие одних и тех же признаков. Гомологичные хромосомы могут различаться аллелями содержащихся в них генов и обмениваться участками в ходе мейоза (кроссинговер).

Аутосомы хромосомы в клетках раздельнополых организмов, одинаковые у самцов и самок одного вида (это все хромосомы клетки за исключением половых).

Половые хромосомы (или гетерохромосомы) — это хромосомы, несущие гены, определяющие пол живого организма.

Диплоидный набор (обозначается 2п) — хромосомный набор соматической клетки, в котором каждая хромосома имеет парную ей гомологичную хромосому. Одну из хромосом диплоидного набора организм получает от отца, другую — от матери.

■ Диплоидный набор человека составляет 46 хромосом (из них 22 пары гомологичных хромосом и две половые хромосомы: у женщин две Х- хромосомы, у мужчин — по одной X- и Y- хромосоме).

Гаплоидный набор (обозначается 1л) — одинарный хромосомный набор половой клетки (гаметы), в котором хромосомы не имеют парных гомологичных хромосом. Гаплоидный набор образуется при формировании гамет в результате мейоза, когда из каждой нары гомологичных хромосом в гамету попадает только одна.

Кариотип — это совокупность постоянных количественных и качественных морфологических признаков, характерных для хромосом соматических клеток организмов данного вида (их количество, размер и форма), по которым можно однозначно идентифицировать диплоидный набор хромосом.

Ядрышко — округлое, сильно уплотненное, не ограниченное

мембраной тельце размером 1-2 мкм. В ядре имеется одно или несколько ядрышек. Ядрышко образуется вокруг притягивающихся друг к другу ядрышковых организаторов нескольких хромосом. Во время деления ядра ядрышки разрушаются и вновь формируются в конце деления.

■ Состав: белок 70-80%, РНК 10-15%, ДНК 2-10%.
■ Функции: синтез р-РНК и т-РНК; сборка субъединиц рибосом.

Кариоплазма (или нуклеоплазма, кариолимфа, ядерный сок) — это бесструктурная масса, заполняющая пространство между структурами ядра, в которую погружены хроматин, ядрышки, а также различные внутриядерные гранулы. Содержит воду, нуклеотиды, аминокислоты, АТФ, РНК и белки-ферменты.

Функции: обеспечивает взаимосвязи ядерных структур; участвует в транспорте веществ из ядра в цитоплазму и из цитоплазмы в ядро; регулирует синтез ДНК при репликации, синтез и-РНК при транскрипции.

Классификация классов клеток

Перед началом было бы идеально сгруппировать типы ячеек, чтобы лучше организовать тему. Есть несколько критериев, чтобы различать разные типы клеток .

Для случая, который касается нас (клеток человека), мы можем классифицировать их в зависимости от группы клеток, к которой они принадлежат, то есть в какой ткани они могут быть найдены.

Человеческое тело состоит из четырех различных типов тканей, благодаря которым мы можем сохранять различные среды относительно изолированными друг от друга. что наше тело должно функционировать должным образом , Эти категории тканей следующие:

• Эпителиальная ткань : настраивает поверхностные слои организма. В свою очередь, его можно разделить на покрытие и железистое.
• Соединительная ткань : действует как связь между тканями и формирует структуру тела. Кость, хрящ и кровь являются наиболее специализированными тканями конъюнктивы.
• Мышечная ткань Как следует из названия, он состоит из группы клеток, которые составляют мышцы.
• Нервная ткань : сформирован всеми элементами, которые формируют нервную систему.

Эпителиальные тканевые клетки

В этой группе мы находим клетки, которые являются частью самых поверхностных слоев организма. Он подразделяется на два типа, которые мы увидим ниже с их основными характеристиками.

1.1. Ткань для покрытия

Это правильные слои, которые покрывают организм.

• Клетки эпидермиса или кератиновые : клетки, которые составляют кожу. Они размещены в компактной форме и плотно соединены друг с другом, чтобы не допустить проникновения внешних агентов. Они богаты кератиновым волокном, которое убивает их, когда они поднимаются к самой поверхностной части кожи, поэтому, когда они достигают наружу, они становятся твердыми, сухими и сильно уплотненными.

• Пигментированные клетки Этот тип клеток дает цвет коже благодаря выработке меланина, который защищает от солнечного излучения. Проблемы в этих клетках могут вызвать много проблем в коже и в зрении, например, как это происходит при определенных типах альбинизма.

• Ячейки Меркеля Эти клетки отвечают за чувство осязания. Они связаны с нервной системой для передачи этой информации в направлении мозга.

• пневмоцитами : расположены в легочных альвеолах, имеют функцию соединения воздуха, собираемого в легких с кровью, для обмена кислорода (O2) на углекислый газ (CO2). Таким образом, они в начале последовательности функций, ответственных за доставку кислорода во все части тела.

• Папиллярные клетки : клетки, которые находятся на языке. Именно они позволяют нам чувствовать вкус благодаря способности получать химические вещества и преобразовывать эту информацию в нервные сигналы, которые составляют вкус.

• энтероцитов клетки гладкой кишки, которые отвечают за поглощение перевариваемых питательных веществ и передачу их в кровь для транспортировки. Поэтому его функция состоит в том, чтобы сделать функцию стенки проницаемой для определенных питательных веществ и непроходимой для других веществ.

• Эндотелиальные клетки Это те, которые формируют и структурируют кровеносные капилляры, обеспечивая правильную циркуляцию крови.Сбои в работе этих клеток могут привести к повреждению клеток в очень важных органах, которые могут перестать функционировать должным образом, а в некоторых случаях это может привести к смерти.

• гамета являются клетками, которые участвуют в оплодотворении и формировании эмбриона. У женщины это яйцеклетка, а у мужчины — сперма. Это единственные клетки, которые содержат только половину нашего генетического кода.

1.2. Железистая ткань

Группы клеток, которые выполняют функцию генерации и выделения веществ.

• Клетки потовых желез Типы клеток, которые производят и выводят пот наружу, главным образом в качестве меры по снижению температуры тела.

• Клетки слезной железы : они несут ответственность за создание слезы, но они не хранят его. Его основная функция — смазывать веко и правильно скользить над глазным яблоком.

• Клетки слюнных желез : отвечает за выработку слюны, которая облегчает переваривание пищи и в то же время является хорошим бактерицидным средством.

• гепатоциты : принадлежащие к печени, выполняют несколько функций, включая выработку желчи и запас энергии гликогена.

• Кальциформные клетки : клетки, найденные в различных частях тела, таких как пищеварительная или дыхательная система, которые отвечают за выработку «слизи», вещества, которое служит защитным барьером.

• Палиетальные клетки Расположенный в желудке, этот класс клеток отвечает за выработку соляной кислоты (HCl), ответственной за правильную выработку пищеварения.

Транспорт веществ

Транспорт веществ — это процесс переноса необходимых веществ по организму, к клеткам, внутрь клетки и внутри клетки, а также удаление отработанных веществ из клетки и организма.

Внутриклеточный транспорт веществ обеспечивает гиалоплазма и (у клеток эукариот) эндоплазматическая сеть (ЭПС), комплекс Гольджи и микротрубочки. Транспорт веществ будет описан позже на этом сайте .

Способы транспорта веществ через биологические мембраны:

■ пассивный транспорт (осмос, диффузия, пассивная диффузия),
■ активный транспорт,
■ эндоцитоз,
■ экзоцитоз.

Пассивный транспорт не требует затрат энергии и происходит по градиенту концентрации, плотности или электрохимического потенциала.

Осмос — это проникновение воды (или иного растворителя) через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный.

Диффузия — проникновение вещества через мембрану по градиенту концентрации (из области с большей концентрацией вещества в область с меньшей концентрацией).

Диффузия воды и ионов осуществляется при участии интегральных белков мембраны, имеющих поры (каналы), диффузия жирорастворимых веществ происходит при участии липидной фазы мембраны.

Облегченная диффузия через мембрану происходит с помощью специальных мембранных белков-переносчиков, смотрите на картинке.

Активный транспорт требует затрат энергии, выделяющейся при расщеплении АТФ, и служит для переноса веществ (ионов, моносахаров, аминокислот, нуклеотидов) против градиента их концентрации или электрохимического потенциала. Осуществляется специальными белками-переносчиками пермиазами, имеющими ионные каналы и образующими ионные насосы.

Эндоцитоз — захват и обволакивание клеточной мембраной макромолекул (белков, нуклеиновых кислот и т.д.) и микроскопических твердых пищевых частиц (фагоцитоз) или капелек жидкости с растворенными в ней веществами (пиноцитоз) и заключение их в мембранную вакуоль, которая втягивается «внутрь клетки. Вакуоль затем сливается с лизосомой, ферменты которой расщепляют молекулы захваченного вещества до мономеров.

Экзоцитоз — процесс, обратный эндоцитозу. Посредством экзоцитоза клетка выводит внутриклеточные продукты или непереваренные остатки, заключенные в вакуоли или пузырьки.

Анатомия ткани человека: от однородных клеток к высокодифференцированному организму

Образование тканей, поддержание их формы и выполнение общих функций — сложный процесс, запрограммированный в организме молекулами ДНК. Именно благодаря генетической информации клетки способны к дифференцировке — биохимическому процессу, в результате которого изначально однородные единицы приобретают специфические особенности, позволяющие им впоследствии выполнять определённые функции. Благодаря этому процессу в организме появляются 4 вида тканей со схожей анатомией и физиологией.

Примечательно, что после дифференцировки клетки тканей сохраняют присущие им особенности даже в новой среде. Чтобы это доказать, в 1952 году специалисты Чикагского университета провели наглядное исследование, разделив клетки куриного эмбриона и культивировав их в специальных ферментах. В результате этого опыта образовались новые колонии, но при этом реакции и «поведение» клеток в новой структурной среде были типичными для конкретного вида ткани, из которой они изначально произошли.

Чтобы понять, как взаимодействуют клетки в человеческом организме, рассмотрим анатомию тканей более подробно.

Эпителий

Эпителиальная ткань образует наружные покровы организма — кожу и слизистые оболочки, выстилает внутренние полости органов и участвует в формировании желёз. Эпителиальные клетки плотно прилегают друг к другу, сплетаясь в единую прочную структуру. Между ними практически не присутствует межклеточное вещество. Такое строение позволяет эпителию справляться с возложенными на него функциями, среди которых:

• защита внутренней среды организма от разрушительных факторов, действующих извне;
• разграничение органов и их полостей, поддержание их формы и структуры;
• выработка специальных жидкостей организма: слюны, некоторых ферментов и гормонов;
• участие в обменных процессах, в том числе всасывание определённых молекул из окружающей среды и выделение продуктов распада.

Благодаря особой структуре эпителиальные ткани способны к быстрой регенерации. Даже при серьёзном повреждении они постепенно восстанавливаются, образуя колонии новых клеток в травмированных местах.

Особенности анатомии эпителиальной ткани позволяют разделить её на два подвида:

• Железистый эпителий образует железы внешней и внутренней секреции. Ткани этого типа присутствуют в щитовидной, слёзных, слюнных железах. Благодаря им осуществляется секреция определённых гормонов и ферментов, поддерживающих баланс внутри организма.
• Поверхностный эпителий — это наружные покровы организма, а также выстилка полостей внутренних органов. В зависимости от анатомических особенностей, он может быть однослойным и многослойным, ороговевающим и неороговевающим. Эпителий, способный к ороговению, присутствует только на поверхности кожи и называется эпидермальным слоем. Неороговевающий, в свою очередь, выступает слизистым барьером.

Кроме того, эпителий классифицируется по типу клеток, присутствующих в его составе. Исходя из этого критерия, выделяют кубический, плоский, ресничный, цилиндрический и другие подтипы.

Соединительная ткань

Название этого типа тканей отражает её суть и функциональные особенности. Соединительная ткань включает разнообразные клеточные структуры и большое количество межклеточного вещества, состоящего из аморфной массы, коллагеновых, белковых и эластиновых волокон. Такое строение позволяет ей заполнять все имеющиеся промежутки между функциональными единицами организма — органами и другими тканями. Также она может выполнять питательную, защитную, опорную, пластическую, транспортную и другие функции в зависимости от расположения.

Соединительной тканью представлено более 50 % от общей массы человека. В зависимости от анатомического расположения её классифицируют на следующие виды:

• собственно соединительные ткани: плотная и рыхлая, ретикулярная и жировая;
• скелетные образования;
• трофические жидкости внутренней среды.

Плотная волокнистая ткань содержит высокий процент коллагена и эластина, благодаря чему способна сохранять текущую форму. Из неё образуются сухожилия, связки, фасции мышечных волокон и надкостница (поверхностный слой костей). Рыхлая ткань, напротив, включает высокий процент аморфного вещества, поэтому способна заполнять собой любое необходимое пространство. Совместно с плотной тканью она формирует дерму кожи и оболочку кровеносных сосудов.

Ретикулярная ткань похожа на своеобразную сеть из отростчатых клеток и волокон. Она занимает ключевое место в процессах кроветворения и совместно с плотной и рыхлой соединительной тканью образует печень, красный костный мозг, селезёнку и лимфатические узлы.

Жировая ткань также относится к соединительной. Адипоциты — жировые клетки — выстилают внутренние органы, обеспечивая дополнительную амортизацию между ними. Кроме того, жировая ткань присутствует в подкожной клетчатке и выполняет депонирующую функцию, сохраняя жиры для последующего расщепления в условиях дефицита энергетических ресурсов.

Скелетные образования, представленные соединительной тканью, образуют костные и хрящевые структуры. Костная ткань более плотная, поскольку её межклеточное вещество содержит до 70 % минеральных солей. Благодаря этому кости скелета отличаются высокой прочностью и устойчивостью. Хрящевая ткань более гибкая, поскольку в её составе превалируют эластиновые и коллагеновые волокна. Из неё образуются суставные поверхности, кольца, поддерживающие форму дыхательных путей, ушная раковина и другие хрящи человеческого организма.

Мышечная ткань

К группе мышц относятся волокна, способные реагировать на возбуждение, сокращаться и расслабляться в зависимости от обстоятельств. Каждая отдельная группа мышц имеет определённую, чаще вытянутую, форму и отделена от других специальной сумкой — фасцией. Благодаря их ритмичному последовательному сокращению тело человека способно принимать любую допустимую позу и передвигаться в пространстве. Кроме того, мышечная ткань обеспечивает сокращение стенок некоторых внутренних органов, включая сердце, тем самым поддерживая выполнение многих жизненно важных функций.

Как и другие виды тканей, мышечная имеет свою классификацию:

• Гладкие мышцы — миоциты — сокращаются непроизвольно и ритмично. Они составляют основу полых внутренних органов и сосудов — артерий, пищевода, мочевого пузыря и т. д.
• Поперечнополосатая мускулатура образует скелетные и мимические мышцы, диафрагму, гортань, язык и мышцы рта. Отдельной её разновидностью служит сердечная мышечная ткань: хотя она и относится к поперечнополосатой, каждая отдельная клетка миокарда имеет 1–2 ядра в отличие от типичных многоядерных клеток других мышц этой подгруппы.

Нервная ткань

Нервные волокна являются связующим звеном между различными частями организма и окружающей средой, благодаря чему вся анатомическая система работает слаженно и синхронно. Они способны реагировать на возбуждение и проводить нервные импульсы за считанные доли секунд, обеспечивая молниеносную реакцию человека на изменения, происходящие внутри него или действующие извне.

Отдельные клетки нервной системы (нейроны) сплетаются в единую сеть, распространяющуюся на весь организм, посредством отростков двух типов — дендритов и аксонов. Дендриты принимают нервный импульс и передают его к телу нейрона, а аксоны, наоборот, испускают его другим клеткам. Этот процесс происходит мгновенно, благодаря чему возникший импульс быстро достигает конечной цели.

В зависимости от влияния, которое оказывают нейроны на конечную цель, они делятся на несколько видов:

• возбуждающие клетки выделяют медиатор, провоцирующий возбуждение;
• тормозящие нейроны синтезируют медиатор торможения;
• нейросекреторные способны выделять в кровяное русло гормоны.

Небольшие щелевидные промежутки между нейронами заполняет нейроглия — межклеточное вещество нервной ткани. Она выполняет питательную, защитную и изоляционную функцию по отношению к структурным единицам ткани.

Так ли важна анатомия ткани?

Несмотря на кажущееся однообразие, ткани человеческого организма имеют свои особенности, формирующиеся ещё в процессе эмбриогенеза. От того, насколько полноценно каждая из них будет выполнять возложенные функции, зависит результат их сбалансированного взаимодействия — полноценная жизнедеятельность организма. Более подробное изучение анатомии тканей позволяет понять, как органы и системы взаимодействуют друг с другом, на чём базируется их работоспособность и как добиться самого важного момента — поддержания их здоровья и функциональности.

Надцарства и типы клеток

На Земле любой организм, независимо от того, животный он или растительный, сложный или простой, состоит из клеток — структурных единиц всего живого.

Еще в начале XX века ученые совсем немного могли рассказать о том, как выглядит клетка. Только благодаря развитию молекулярной биологии, достижениям в цитологии, разработке новых электронных микроскопов, человек стал постигать открывшиеся тайны строения живой природы.

Человечество узнало о многих её удивительных свойствах: рост и развитие, поглощение пищи и размножение, чувствительность и сократимость, свойственные не только целому организму, но и крохотным его частям.

Все земные клеточные формы делятся на два надцарства по своему строению:

• Прокариоты (доядерные) — простейшие по строению, возникшие в самом начале процесса эволюции.
• Эукариоты (ядерные) — наиболее сложные, возникшие в конце эволюционного процесса.

Количество клеток в организме фантастически огромно. Например, в организме человека оно выражается числом 10 в двадцать третьей степени. Но даже в необъятной клеточной галактике ученые выделили всего около ста основных видов клеток.

Все клетки, в принципе, имеют одинаковую структурную организацию, поэтому их обычно рассматривают не как какую-то конкретную единицу, а как бы обобщенную, вобравшую в себя все, что можно увидеть в сильном увеличительном приборе.

Клетки делятся на различные типы. Когда их структуры и функции совпадают, они формируют ткани. Ткани распределены на 4 вида:

• эпителиальная (кожа и внутренние стенки);
• мышечная (мышцы);
• соединительная (сухожилия, хрящи, кости, сосуды);
• нервная (собственно нервы, мозг).

Функциями клеток определяется функциональное назначение органа.

Существует немало гипотез о происхождении клеток высших организмов. Одна из них, в частности, гласит, что на заре эволюционного процесса существовали простейшие организмы типа нынешних бактерий. Постепенно эти простые клеточные организмы развивались, однако, они еще долго состояли из одной полости, в которой функционировали примитивный генетический аппарат и белоксинтезирующая система.

С течением времени генетический аппарат организма увеличивался, а его функционирование вместе с исполнительной белоксинтезирующей системой в одной полости становилось затруднительным.

Строение ядра, ядрышки и ДНК

Назревало неизбежное разделение, в результате которого белоксинтезирующая система оказалась вытесненной на периферию клетки. Таким образом, вместо одной возникли две полости: полость ядра и полость цитоплазмы.

В такую клетку сразу же устремились другие микроорганизмы. В этом симбиозе они играют роль клеточных органоидов цитоплазмы. Ими руководил органоид с наиболее развитым генетическим аппаратом, который теперь называется клеточным ядром. Такова была гипотеза.

Ядро — это командный пункт, именно оно определяет наследственные свойства клетки и программирует будущий организм. Ядро принимает участие в клеточном делении. Оно определяет синтез белков, отвечает за дифференцировку клеток, руководит формообразованием органов и тканей.

Ядро окружено оболочкой — тончайшей двойной мембраной, пронизанной микроскопическими порами. Ядерные поры служат путями, через которые постоянно осуществляются сложные процессы материального обмена между цитоплазмой и ядром. Ядерные поровые комплексы похожи на настоящие контрольно-пропускные пункты. В случае необходимости они могут закрывать ядро от цитоплазмы или, наоборот, широко раскрываться и пропускать через себя крупные белковые молекулы.

В ядерном соке (нуклеоплазме) находятся ядрышки — наиболее заметная часть структуры ядра. Они служат узловым пунктом взаимоотношений между цитоплазмой и ядром. В них находится фабрика рибосом — специальных органоидов, осуществляющих синтез белков.

В ядерном соке также содержатся нити хроматина, состоящие из молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в комплексе с белками. В молекулах ДНК заложена наследственная программа организма.

С удивительным искусством природа упаковывает многие сантиметры и даже метры молекул ДНК в тельце хромосомы, которое само еле различимо в световом микроскопе. Ядро постоянно и неразрывно взаимодействует с цитоплазмой. Только вместе они могут обеспечить жизнь клетки и её воспроизведение.

Для этого в клеточной цитоплазме имеются различные органоиды. Прежде всего — эндоплазматическая сеть. Её сверхтонкие мембраны одновременно разделяют и связывают различные участки клеточной единицы, осуществляют транспортировку веществ, а также участвует в их синтезе.

Клетки соединительной ткани

В этой категории мы найдем типы клеток, которые являются частью структурной и соединительной ткани организма.

• фибробласты Это крупные клетки, которые отвечают за поддержание всей структуры тела благодаря выработке коллагена.

• макрофаги : типы клеток, которые находятся по периферии соединительной ткани, особенно в областях с высоким риском инвазии, таких как вход в организм, с функцией фагоцитирования инородных тел и представления антигенов.

• лимфоциты Обычно сгруппированные в лейкоциты или лейкоциты, эти клетки взаимодействуют с антигенами, указанными макрофагами, и отвечают за выработку защитного ответа против него. Именно они генерируют антитела. Они делятся на тип T и B.

• моноциты они представляют собой первоначальную форму макрофагов, но, в отличие от них, циркулируют через кровь и не находятся в определенном месте.

• эозинофил Они представляют собой класс лейкоцитов, которые генерируют и запасают различные вещества, которые используются для защиты от паразитического вторжения многоклеточного организма.

• базофилы : белые кровяные клетки, которые синтезируют и хранят вещества, которые способствуют процессу воспаления, такие как гистамин и гепарин. Отвечает за формирование отеков.

• Тучные клетки класс клеток, которые производят и запасают большие количества веществ (включая гистамин и гепарин), которые выделяют их в качестве защитного ответа, помогая другим клеткам иммунной системы.

• адипоциты : клетки, которые находятся по всему телу и имеют способность захватывать жиры в основном как запасы энергии.

• Хондробласт и хондроциты они отвечают за формирование ткани, которую мы знаем как хрящ. Хондробласты продуцируют хондроциты, которые выполняют функцию выработки необходимых компонентов для формирования хряща.

• Остеобласты и остеоциты : клетки, отвечающие за формирование костей, генерацию процесса кальцификации и, следовательно, обусловливание процесса роста и созревания людей. Разница между ними заключается в том, что остеобласт является начальной фазой остеоцита.

• Эритроциты Этот тип клеток, также известный как эритроциты, является основным в крови, транспортируя O2 к клеткам и извлекая CO2 в легкие. Они — те, кто дает отличительный цвет крови, содержащий белок гемоглобин.

• Тромбоциты или тромбоциты : маленькие клетки, которые активируются, когда кровеносный сосуд поврежден, и его необходимо отремонтировать, чтобы избежать потери крови.

Процесс клеточного деления

Его можно сравнить с работой магнитофона, то есть сам процесс можно представить так, что рибосома — это как бы считывающая магнитная головка, а длинная цепочка РНК — магнитная лента.

Но если в магнитофоне колебания, возникающие в результате различной намагниченности ленты, превращаются в звуковую информацию, то в рибосоме информация, полученная при протяжке молекул иРНК, превращается в белковую цепочку, сшитую из строго определенных аминокислот.

В цитоплазме, кроме информационных РНК, находятся также молекулы транспортных РНК, несущих на себе соответствующую аминокислоту. Транспортные РНК в момент подхода к рибосоме соприкасаются своими антикодонами с кодоном, то есть тройкой нуклеотидов на информационной РНК и, двигаясь в рибосоме, подводят свою аминокислоту к цепочке белковой молекулы.

Но доставленная транспортной РНК аминокислота проникнет в состав строящейся молекулы белка только в том случае, если антикодон тройки нуклеотидов на транспортной РНК окажется комплементарным кодонам на соответствующем участке информационной РНК.

Не комплементарные антикодоны отталкиваются, и их аминокислоты не могут попасть в состав создающихся молекул белка. Уникальность и высочайшая отработанность процесса синтеза белка свидетельствуют о беспредельной сложности живой материи.

Об этом же говорит и другой важнейший процесс — деление. Оно обеспечивает непрерывность жизни. Схематически механизм деления таков:

• В период оплодотворения мужская половая клетка проникает в женскую.
• Их ядра содержат по одинаковому набору хромосом. Согласно одной из гипотез, все хромосомы набора связаны в единый комплекс.
• Двигаясь навстречу друг другу, ядра сливаются и образуют единое ядро с двойным набором хромосом.
• С этого момента начинается жизнь нового организма.

Отправной пункт деления клетки — удвоение наследственной программы, содержащейся в молекулах ДНК. Удвоение, которое называют репликацией, происходит в так называемый S- период интерфазного состояния клетки.

Завершение репликации и отрицательные факторы

Следовательно, в ядре после завершения репликации ДНК уже существуют две копии одной и той же наследственной программы. Затем наступает митоз. На первой стадии митоза — профазе, происходит конденсация нитей хроматина. Это свидетельствует о начале процесса деления.

С помощью клеточного центра аппарата митоза, нити хроматина распределяются по полюсам. Клеточный центр формирует также веретено деления. В стадии профазы особенно четко видно, что генетический аппарат в клетке расположен полярно, но асимметрично.

Центромеры хромосом направлены к одному полюсу ядра, а теломеры — к противоположному. В дальнейшем асимметрия переходит в зеркальную симметрию, что уже соответствует состоянию другой стадии — метафазы, которая плавно переходит в анафазу.

Разделившиеся поровну сестринские наборы хромосом готовятся войти в состав новых ядер. Сложные маневры копий генетического аппарата завершаются, наконец, телофазой, то есть периодом формирования новых ядер и дочерних клеток.

Самое общее рассмотрение физиологических функций клетки говорит о её чрезвычайно рациональном и совершенном устройстве.

Но как бы совершенно ни была устроена клетка, она все же подвержена болезням и её жизнь имеет свой логический конец. С течением времени в клеточной культуре накапливаются продукты распада, обедняется и отравляется элементами метаболизма питательная среда, подавляется синтез белков, и клетка погибает с признаками распада ядра, сморщивания и разрушения цитоплазмы.

Кроме естественного старения, патологические изменения в клетке могут вызываться различными факторами. Например, ультрафиолетовое излучение парализует обменные процессы в клетке и губит её. Токсические вещества, такие как колхицин, нарушают митоз.

Обновление организма: у каждой клетки свой «срок службы»

Действительно, срок существования отдельных клеток человеческого организма ограничен. После истечения данного срока, клетки умирают, а их место занимают новые. Организм взрослого человека состоит из огромного количества клеток — примерно 50-75 триллионов — и каждый тип клеток имеет свой «срок службы».

После смерти человека не все клетки умирают сразу — некоторым из них для этого требуется несколько минут, другим — часов, третьим — день. Скорость отмирания клеток — один из факторов, который используется для определения причины и времени смерти человека.

Скорость отмирания клеток — один из факторов, который используется для определения причины и времени смерти человека.

Ниже сайт рассмотрит:

• примерное время обновления различных клеток, тканей и органов организма;
• почему мы стареем.

С какой скоростью происходит обновление клеток организма

Ниже приведены примерные темпы обновления клеток человеческого организма:

1. Красные кровяные тельца (эритроциты), переносящие кислород, живут около четырех месяцев.

2. Срок жизни белых кровяных телец в среднем составляет чуть больше года. При этом наиболее многочисленная группа лейкоцитов — нейтрофилы — живут всего пару часов, эозинофилы — 2-5 дней.

3. Тромбоциты живут около 10 дней.

4. Лимфоциты же обновляются со скоростью 10 000 клеток в секунду.

5. Клетки эпидермиса обновляются примерно каждые 10-30 дней недели, кожа восстанавливается в 4 раза быстрее после незначительных травм.

6. «Возраст» волос на голове может достигать 6 — 7 лет. Ежедневно волосы на голове отрастают примерно на 0,5 мм. Волосы на других частях тела — примерно на 0,27 мм в день. Брови обновляются каждые 64 дня.

7. Поверхность роговой оболочки глаза покрыта тонким слоем клеток, которые постоянно обновляются за 7-10 дней. Клетки сетчатки не обновляются, как и хрусталик глаза, потому возрастное ухудшение зрения — распространенная проблема. Однако специалисты занимаются разработкой методов регенерации сетчатки при помощи стволовых клеток.

8. Клетки эпителия тонкого кишечника обновляются каждые 2-4 дня, толстой кишки — примерно каждые 4 дня, слизистой оболочки желудка — около 5 дней.

9. Клетки в коре головного мозга, насколько известно на сегодняшний день, не способны к регенерации, в отличие от нейронов гиппокампа. Поврежденные нервные клетки могут в определенной степени восстанавливаться, если тело нейрона не повреждено.

10. Скорость регенерации нервов после травм составляет примерно 2-3 мм в день.

11. Средний возраст жировой клетки — 8 лет. Каждый год 10% жировых клеток заменяются новыми.

12. Обновление клеток печени занимает примерно 300-500 дней. Человеческая печень обладает отличной способностью к регенерации. Если удалить 70% данного органа, он восстановится до нормальных размеров всего за пару месяцев. Хирурги удаляли даже 90% печени, однако восстановление в данном случае было неполным.

13. Клеткам почек и селезенки для обновления требуется 300-500 дней.

14. Ногти отрастают примерно на 3,5 мм ежемесячно, хотя ноготь на мизинце растет медленнее остальных. Ногти на ногах растут со скоростью около 1,6 мм в месяц, быстрее всего отрастает ноготь на большом пальце.

15. Сердце — один из самых медленно регенерирующихся органов человеческого тела. У 25-летнего человека ежегодно обновляется всего 1 процент клеток сердца, с возрастом эта цифра снижается. За всю жизнь обновляется меньше половины клеток сердца.

Сердце — один из самых медленно регенерирующихся органов человеческого тела.

16. Вкусовые сосочки на языке обновляются каждые 10 дней.

17. Кончики пальцев могут частично регенерироваться после травм. Наилучшие результаты наблюдаются у детей через несколько месяцев после травмы. Для восстановления кончиков пальцев необходимо незатронутое ногтевое ложе. Новый кончик пальца чувствителен, на нем есть отпечаток.

18. Слизистая оболочка бронхиол обновляется каждые 2-10 дней.

19. Микроскопические воздушные мешочки — альвеолы — обновляются за 11-12 месяцев, а поверхностные клетки легких — за 2-3 недели.

20. Мышечные клетки — «долгожители», поскольку срок их жизни — 15 лет.

21. Клетки скелета обновляются постоянно, но довольно медленно — 10% за год, а для полной замены клеток скелета требуется около 10 лет.

Самый страшный враг — вирус

Но у клеток есть враги совершенно особого свойства — это вирусы. Они самые простые на земле существа, стоящие, как полагают, на границе живой и неживой материи.

Размер вирусов измеряется в миллионных долях миллиметра. Вирусы вызывают явную или скрытую инфекцию и часто необратимо повреждают клетку. Вирус содержит только нуклеиновую кислоту — наследственную программу, заключенную в белковый чехол. Но он не имеет своей белоксинтезирующей системы, поэтому вне клетки вирус не проявляет никаких признаков жизни.

Для реализации своих жизненных потенций вирус должен обязательно проникнуть в клетку. Она сама затягивает в цитоплазму белковую оболочку вируса со смертельной начинкой.

Лизосомы сразу растворяют белковую оболочку вируса и обнажают его нуклеиновую кислоту — ДНК или РНК. Проникнув в клеточное ядро, вирус быстро подавляет деятельность её генетического аппарата и сам становится источником генетической информации, при этом копируется нуклеиновая кислота вируса.

Теперь уже его собственные информационные РНК направляются в цитоплазму и сами руководят синтезом вирусного белка. Белоксинтезирующий аппарат клетки подчиняется вирусу и работает по его наследственной программе. Вновь созданные цепочки вирусного белка поступают в клеточное ядро, где они кристаллизуются, превращаясь в белковые чехлы.

После выработки достаточного количества вирусного материала происходит самосборка массы новых вирусов. Разросшаяся армада вирусов покидает клетку, разрывая ее на части. Клетка погибает, а сотни тысяч вирусов продолжают свое наступление на другие, здоровые клетки. Под действием вирусов клетка гибнет, что приводит к возникновению заболевания.

Ячейка жизни

Многие ученые называют клетку «ячейкой жизни». Появление живой клетки ознаменовало собой зарождение жизни на нашей планете. В зависимости от строения, клетка состоит из белка, нуклеиновой кислоты, ядра, оболочки. Эти элементы соединяются в единый организм, способный полноценно функционировать: поглощать и выделять энергию, взаимодействовать с себе подобными, размножаться.В процесс эволюции многие клетки человеческого организма изменились. Эритроциты, утратили ядро, структура нервных клеток сосредоточилась на строении оболочки, яйцеклетки выросли, а сперматозоиды – уменьшились в размерах для «мобильности». Клетки, открытые более 300 лет назад, до сих пор преподносят науке много сюрпризов и вдохновляют ученых на исследования.

Наверное, каждому интересно — сколько нервных клеток у человека. Нервная ткань в человеческом организме образуется из двух видов клеток:

• нейроциты – нейроны,
• глиоциты – глиальные клетки.

Принимают всю информацию нейроны, генерируют ее, производят и транспортируют нервные импульсы, а клетки глиоциты делают благоприятную среду для работы нейронов, защищают их и участвуют в замене медиаторов, выделяют клетки роста-нейроциты.

Сколько клеток всего

Вся нервная система человека состоит из нервных клеток. Нервные клетки состоят из нейронов. Они являются важнейшей частью нервной системы в целом. Размеры нейронов разные, они варьируются от 4 до 130 мкм. Сам нейрон состоит из тельца и отростков, которые называются дендрит и аксон. Аксон еще именуют нейритом. Вся длинна отростков составляет около 1,5 м. в каждом нейроне находится только один аксон. Аксон постоянно находится в действие, обеспечивая передачу импульсов. Дендриты обычно более активны и их число намного больше. Они проводят импульсы к центру нейрона. Нейроны поляризованы, что приводит к направлению импульса работать по одному и тому же сценарию. Вообще нейроны похожи на воронки. Клеточное тело играет роль проводника для нейронных отростков. Само тело имеет форму круга или может выглядеть, как пирамида.

Виды нейронов

Центральная нервная система состоит из нервных клеток, которые состоят из нейронов, делящихся по количеству отростков.

1. Униполярные нейроны – на них всего один отросток-аксон, такие клетки бывают исключительно у эмбрионов, принимая участие в формирование нейроцитов.

2. Биполярные нейроны – в них содержатся оба вида отростков — аксон и дендрит. Такие клетки расположены в основном во внутреннем ухе и в глазных нервах.

3. Мультиполярные – могут быть с несколькими отростками. Таких клеток в организме у человека самое большое количество. Расположены они, начиная от центральной нервной системы до, периферической.

4. Псевдоуниполярные нейроны – они представляют собой тельце с одним отростком, который самостоятельно определяет аксон это или дендрит. Расположены они в основном в черепе и спинномозговых узлах.

Сама нервная клетка состоит из оболочки – неврилеммы. Эта оболочка функционирует как рецептор, обменный механизм, проводит нервные импульсы. Также в нервных клетках имеется цитоплазма, в которой находятся митохондрии, клеточное ядро, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, лизосомы. Есть в них и органеллы сложного назначения – нейрофибриллы. Клеточное ядро у нервов светлого цвета и имеет обычно два ядрышка в форме шара.

В организме каждого человека все нервные клетки подразделяются по функциональному назначению. Бывают чувствительные клетки, бывают двигательные, бывают вставочные. Расскажем о каждой из них.

1. Чувствительные нервные клетки – тело этих клеток расположено в гангалиях системы периферии. Клетки дендриты начинаются с чувствительных отростков, а аксоны прорастают в сам мозг и нервную систему спины.

2. Вставочные нервные клетки – делают транспортировку возбуждения нейрону.

3. Двигательные нервные клетки – расположены в мышечном волокне и различных железах.

4. Вспомогательные нервные клетки – глиоциты, эти клетки отделяют и защищают нейроны друг от друга.

Эпендимоциты – окружают головной и спинной мозг человека. Функционируют они, как разделители. Астроциты – похожи по своей форме на звезды, имеют много отростков. Различаются по количеству и строению отростков, называются протоплазматическими и волокнистыми. Леммоциты – из них состоят нервные волокна. Нервное волокно покрыто соединительной тканью – базальной пленкой. Вот все основные составляющие нервной системы человеческого организма.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...